【正文】 的變革。另外，對(duì)數(shù)字城市的研究的一個(gè)預(yù)想也將在本章得到一個(gè)粗淺的認(rèn)識(shí)。處于文末，總結(jié)在對(duì)數(shù)字城市的可視化實(shí)現(xiàn)研究的經(jīng)驗(yàn)和所要討論的問題的方法。從這一部分，即是解決真正的可視化技術(shù)，也就根據(jù)以上的一些數(shù)據(jù)組織形式，空間數(shù)據(jù)模擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的一系列算法，利用編程開發(fā)平臺(tái)，構(gòu)建一個(gè)原型系統(tǒng)框架，并對(duì)每一部分進(jìn)行詳細(xì)的討論和解釋以做到數(shù)字城市的可視化軟件的虛擬現(xiàn)實(shí)的功能的充分理解。在這些方法中，主要是地形和地物的建模方法的不同，兩者分開建模，然后進(jìn)行一個(gè)拼接，在兩者的數(shù)據(jù)組織上要完成能夠相互結(jié)合。第三部分?jǐn)?shù)字城市三維建模的關(guān)鍵技術(shù)研究。本章介紹城市空間的數(shù)據(jù)模型，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行定義，對(duì)城市空間數(shù)據(jù)模型進(jìn)行組織，構(gòu)建一個(gè)高效存儲(chǔ)質(zhì)量好的數(shù)據(jù)組織模型。本文一共分為五個(gè)部分：第一部分緒論。世界上第一個(gè)研制出地理信息系統(tǒng)（GIS）的是加拿大，第一個(gè)提出建立數(shù)字地球的國家是美國，至此，人類開始充分的進(jìn)入到了數(shù)字時(shí)代，通過對(duì)現(xiàn)實(shí)景物的虛擬建模，達(dá)到和現(xiàn)實(shí)真是場(chǎng)景的數(shù)字再現(xiàn)。隨著科技的不斷進(jìn)步，電腦成為連接城市另一種繼交通網(wǎng)絡(luò)之后又一種聯(lián)系人們的方式，網(wǎng)絡(luò)使地球縮水，變成了一個(gè)村落。人類建立城市多少年，對(duì)城市的理解也隨著時(shí)間的流逝在不斷增加。然而，人們總是在不斷地思考、理解、重新定義著城市的概念。在這種分工下，人類逐漸建立了只有人——這種智能生物才能創(chuàng)造出來的精神和物質(zhì)相結(jié)合的文明的容器——城市。數(shù)字城市空間目標(biāo)的數(shù)據(jù)建模及可視化研究作 者：王 旭開始時(shí)間：結(jié)束時(shí)間：22 / 28目 錄摘要 IAbstract III第1章 緒論 1第1節(jié) 數(shù)字城市的概念 1第2節(jié) 數(shù)字城市研究現(xiàn)狀 2 數(shù)字城市國際研究現(xiàn)狀 2 數(shù)字城市國內(nèi)研究現(xiàn)狀 3第3節(jié) 數(shù)字城市實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù) 3第4節(jié) 本文研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線 5第2章 數(shù)字城市空間表達(dá)模型構(gòu)建過程 6第1節(jié) 城市空間概念數(shù)據(jù)模型 6 傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)模型 6 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型 6 對(duì)象關(guān)系型數(shù)據(jù)模型 6第2節(jié) 城市空間對(duì)象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義 6第3節(jié) 城市空間目標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7第4節(jié) 城市空間目標(biāo)可視化表達(dá)模型 7第5節(jié) 城市空間目標(biāo)數(shù)據(jù)組織與管理 7第3章 數(shù)字城市三維建模的關(guān)鍵技術(shù)研究 8第1節(jié) 城市空間地形建模技術(shù)及實(shí)現(xiàn) 8第2節(jié) 城市空間地物建模技術(shù)及實(shí)現(xiàn) 8第3節(jié) 城市空間地形與地物匹配技術(shù) 8第4節(jié) 三維空間數(shù)據(jù)模型的建立與實(shí)現(xiàn) 8第4章 數(shù)字城市3D可視化原型系統(tǒng)構(gòu)建及實(shí)現(xiàn) 9第1節(jié) 數(shù)字城市3D可視化原型系統(tǒng)框架 9第2節(jié) 數(shù)字城市3D可視化原型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 9第5章 結(jié)論與展望 10第1節(jié) 結(jié)論 10第2節(jié) 展望 10致謝 11參考文獻(xiàn) 12附錄 13摘要地球是人類文明的搖籃，人類在這顆藍(lán)色的星球上創(chuàng)造、生活，產(chǎn)生了只有人類獨(dú)有的社會(huì)模式和高度發(fā)達(dá)的科技智能。人類從遠(yuǎn)古走到現(xiàn)代，逐步脫離了刀耕火種，茹毛飲血的生活方式，現(xiàn)在的生活是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)生產(chǎn)互相分工的結(jié)果。城市如每一顆文明之星散落在地球上的各個(gè)角落，從酷熱難耐的非洲地區(qū)，到擁有冬日極夜的寒冷北極，從太平洋中心的一個(gè)小島到有世界屋脊之稱的喜馬拉雅，可以說只要有人類居住的地方，就會(huì)有城市存在，就會(huì)有人建立城市。對(duì)于自己所創(chuàng)造的東西，人類會(huì)跟在沒了解自然界的奧秘一樣，相處許多辦法來解釋自己所創(chuàng)造的奇跡。人類會(huì)將城市的每一戶人家編輯成冊(cè)，會(huì)將一個(gè)城市的地圖畫出來，用于各種生產(chǎn)、秩序的管理，所以城市地圖始終是管理城市的一個(gè)有力手段。在電腦上虛擬出城市模型，也是科技發(fā)展和人類不斷探索出新的必然結(jié)果。本文的研究方向是將在空間采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織，通過一定得算法將真是場(chǎng)景在電腦上進(jìn)行虛擬再現(xiàn)。闡述了數(shù)字城市的定義，進(jìn)行一個(gè)國內(nèi)國外的數(shù)字城市的一個(gè)綜合性的研究，主要考慮到國內(nèi)國外數(shù)字城市的起源、發(fā)展，其中主要是通過對(duì)國內(nèi)和國外的數(shù)字城市的比較來說明數(shù)字城市在中國的發(fā)展現(xiàn)狀，以及以后的發(fā)展方向第二部分?jǐn)?shù)字城市空間數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建過程。在數(shù)據(jù)模型表達(dá)這塊將進(jìn)行自己的一些想法的提出。本部分針對(duì)可以應(yīng)用于數(shù)字城市三維建模的常用方法來進(jìn)行討論，將各種方法進(jìn)行對(duì)比，比較。第四部分?jǐn)?shù)字城市3D可視化原型系統(tǒng)構(gòu)建即實(shí)現(xiàn)。第五部分結(jié)論與展望。由于是第一次作論文，所以本人的某些方法也會(huì)有問題，也有自己不能解決的問題，所以，也要對(duì)這些問題進(jìn)行提出和記錄，以作以后分析研究。關(guān)鍵詞：數(shù)字城市，數(shù)據(jù)組織，模型建立技術(shù)，可視化Abstract第1章 緒論第1節(jié) 數(shù)字城市的概念在過去的一個(gè)世紀(jì)中，GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）的產(chǎn)生改變了人們以往的通信生活，由此在人們的日常生活和工作中都深深的受到了GPS的出現(xiàn)而帶來的便。GPS改變了人們通常對(duì)測(cè)繪行業(yè)的扛著三腳架，提著儀器箱，努力尋找通視點(diǎn)的刻板印象，也讓測(cè)繪界從此有了新的發(fā)展方向。為了滿足這些更先進(jìn)的功能，GIS（地理信息系統(tǒng)）也應(yīng)運(yùn)而生。GIS是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計(jì)算硬件、軟件環(huán)境支持下，對(duì)空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理、操作、分析模擬和顯示，并采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，為地理研究、綜合評(píng)價(jià)、管理、定量分析和決策服務(wù)而建立的一類計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。傳統(tǒng)GIS系統(tǒng)都是二維的，二維的信息系統(tǒng)雖然可以表達(dá)出比以前紙上表達(dá)更多的信息，而且能更為具有只能和更豐富的表達(dá)的逐漸的平面的GIS系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們對(duì)于大信息量的描述。而人類一直在模仿和重建著他們所居住的地區(qū)，不斷地改造著自然地理環(huán)境——城市，就是人類群居，創(chuàng)造文明，社會(huì)延續(xù)的一個(gè)容器。因此，對(duì)于自己所居住的地方理所當(dāng)然的要進(jìn)行更深層次得了解，并不是一個(gè)2D GIS系統(tǒng)所能解決的?；蛘哒f數(shù)字地球是遙感、遙測(cè)、數(shù)據(jù)庫與地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、仿真與虛擬技術(shù)等現(xiàn)代科技的高度綜合集成和升華，是當(dāng)今科技發(fā)展的制高點(diǎn)。廣義的數(shù)字城市是指綜合運(yùn)用GIS、遙感、遙測(cè)、寬帶網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬仿真等技術(shù)，對(duì)城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行信息自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理和輔助決策服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)；它具有城市地理、資源、生態(tài)環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬仿真、優(yōu)化決策支持和可視化表現(xiàn)等強(qiáng)大功能。這是目前城市地理信息系統(tǒng)（UGIS）研究的重點(diǎn)。在城市“自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)的范疇中，它能夠有效獲取、分類存儲(chǔ)、自動(dòng)處理和智能識(shí)別海量數(shù)據(jù)的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虛擬現(xiàn)實(shí)又可直接參與城市管理和服務(wù)的一項(xiàng)綜合工程。第2節(jié) 數(shù)字城市研究現(xiàn)狀 數(shù)字城市國際研究現(xiàn)狀世界上的第一個(gè)提出將自然環(huán)境數(shù)字表達(dá)的國家是美國，1998年1月31日美國副總統(tǒng)戈?duì)栐诿绹永Ｄ醽喛茖W(xué)中心發(fā)表的題為“數(shù)字地球：21世紀(jì)認(rèn)識(shí)地球的方式”，首次提出了數(shù)字地球的概念：一種能嵌入巨量的地理信息、對(duì)球所做的多分辨率、三維的描述方式。特別是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方面美國是水平最高的國家。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。根據(jù)方面，也可以把數(shù)字城市虛擬技術(shù)叫虛擬可視化技術(shù)。SOM的芝加哥電信結(jié)構(gòu)模型激發(fā)了這個(gè)領(lǐng)域的早期工作。另外一個(gè)典型的例子是利用建筑繪圖和野外調(diào)查數(shù)據(jù)構(gòu)建的幾何模型更加精細(xì)的“數(shù)字墨爾本”，已用于墨爾本大學(xué)虛擬創(chuàng)作室的教學(xué)工作。多倫多城市規(guī)劃部門將城市CAD組合模型用于決策也已經(jīng)有了十幾年的歷史。目前國外己經(jīng)有比較成熟的數(shù)字城市三維可視化建模軟件產(chǎn)品，如MultiGenCreator, Equipe等?！皵?shù)字城市”相關(guān)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域，許多發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始“數(shù)字社區(qū)”和“數(shù)字城市”的綜合建設(shè)實(shí)驗(yàn)。芬蘭計(jì)算機(jī)工程師林都立試圖應(yīng)用信息技術(shù)展現(xiàn)生活和城市的未來，在網(wǎng)絡(luò)上復(fù)制真實(shí)世界的赫爾辛基市，使之成為世界上第一個(gè)虛擬城市:日本已經(jīng)建成一批